Distributed Intelligence of Multi-Agent Systems. Part I: Basic Features and Simple Forms
- Authors: Slovokhotov Y.L1,2, Novikov D.A1
-
Affiliations:
- Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences
- Department of Materials Science, Moscow State University
- Issue: No 5 (2023)
- Pages: 3-22
- Section: Surveys
- URL: https://bakhtiniada.ru/1819-3161/article/view/291666
- DOI: https://doi.org/10.25728/pu.2023.5.1
- ID: 291666
Cite item
Full Text
Abstract
About the authors
Yu. L Slovokhotov
Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences; Department of Materials Science, Moscow State University
Email: yurislovo@yandex.ru
Moscow, Russia
D. A Novikov
Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences
Email: novikov@ipu.ru
Moscow, Russia
References
- Новиков Д.А. Кибернетика: навигатор. История кибернетики, современное состояние, перспективы развития. – М.: ЛЕНАНД, 2016. – 160 с. [Novikov, D.A. Kibernetika: navigator. Istoriya kibernetiki, sovremennoe sostoyanie, perspektivy razvitiya. – M.: LENAND, 2016. – 160 s. (In Russian)]
- Cavens, D., Gloor, C., Illenberber, J., et al. Distributed intelligence in pedestrian simulations // In Waldau, N., Gattermann, P., Knoflacher, H., Schreckenberg, M. (Eds.) Pedestrian and Evacuation Dynamics 2005. – Berlin, Heidelberg: Springer, 2007. – P. 201–212.
- Fu, X., Gao, H., Cai, H., et al. How to Improve Urban Intelligent Traffic? A Case Study Using Traffic Signal Timing Optimization Model Based on Swarm Intelligence Algorithm // Sensors. – 2021. – Vol. 21, no 2631.
- Кипятков В.Е. Мир общественных насекомых. – Л.: Издательство ЛГУ, 1991. – 408 с. [Kipyatkov, V.E. Mir obschestvennyh nasekomyh. – Leninggrad: LGU, 1991. – 408 s. (In Russian)]
- Chittka, L., Rossi, N. Social Cognition in Insects // Trends in Cognitive Sciences. – 2022. – Vol. 26, no. 7. – P. 578–592.
- Couzin, I.D. Collective Cognition in Animal Groups // Trends in Cognitive Sciences. – 2009. – Vol. 13, no. 1. – P. 36-43.
- Vicsek, T., Zafeiris, A. Collective Motion // Phys. Rep. – 2012. – Vol. 517. – P. 71–140.
- Корепанов В.О. Модели рефлексивного группового поведения и управления. – М: ИПУ РАН, 2011. – 127 с. [Korepanov, V.O. Modeli refleksivnogo gruppovogo povedeniya i upravleniya. – M.: ICS RAS, 2011. – 127 s. (In Russian)]
- Vásárhelyi, G., Viragh, C., Somorjai, G., et al. Optimized Flocking of Autonomous Drones in Confined Environments // Science Robotics. – 2018. – Vol. 3, no. 20. – Art. no. eaat3536.
- Шуровьески Дж. Мудрость толпы. Почему вместе мы умнее, чем поодиночке, и как коллективный разум формирует бизнес, экономику, общество и государство: Пер. с англ. – М.: ООО «И.Д. Вильяме», 2007. – 304 с. [Surowiecky, J. The Wisdom of Crowds. – N.-Y.: Anchor Books, 2005. – 336 p.]
- Kennedy, J., Eberhart, R.C., Shi, Y. Swarm Intelligence. – San Francisco: Morgan Kaufman Publishers, 2001.
- The Cambridge Handbook of Intelligence. 2nd Ed. Ed. by R.J. Sternberg. – Cambridge: Cambridge University Press, 2020.
- Kornhaber, M.L. The Theory of Multiple Intelligences // In: The Cambridge Handbook of Intelligence. 2nd Ed. Ed. by R.J. Sternberg. – Cambridge: Cambridge University Press, 2020,
- Поляк Б.Т., Хлебников М.В., Рапопорт Л.Б. Математическая теория автоматического управления: учебное пособие. – М.: ЛЕНАНД, 2019. – 500 с. [Polyak, B.T., Khlebnikov, M.V., Rapoport, L.B. Matematicheskaya teoriya avtomaticheskogo upravleniya: uchebnoye posobiye. – Moscow: LENAND, 2019 – 500 p. (In Russian)]
- Теория управления (дополнительные главы): Учебное пособие / Под ред. Д.А. Новикова. – М.: ЛЕНАНД, 2019. – 552 с. [Teoriya upravleniya (dopolnitel’nye glavy). Uchebnoye posobiye. Ed. by D.A. Novikov. – M.: LENAND, 2019. – 552 s. (In Russian)]
- Elhoseny, M., Yuan, X. (Eds) Studies in Distributed Intelligence (серия электронных книг). Artificial Intelligence Applications for Smart Societies. Recent Advances. – Cham: Springer, 2021. – 251 р.
- Rzevski, G., Skobelev, P. Emergent Intelligence in Large Scale Multi-agent Systems // Intern. J. of Education and Inform. Technol. – 2004. – Vol. 1, iss. 2. – P. 64–71.
- Springer Handbook of Robotics, 2nd Edition. Ed. by B. Siciliano, O. Khatib. – Berlin: Springer-Verlag, 2015. – 2227 p.
- Legg, S., Hutter, M. A Collection of Definitions of Intelligence // In Adv. Artific. General Intelligence: Concepts, Architectures and Algorithms. Ed. by B. Goertzel, P. Wang. – Amsterdam: IOS Press, 2007. – P. 17–25.
- Encyclopedia Britannica – URL: https://www.britannica.com/ (дата обращения 15.02.2023). [Accessed February 15, 2023.]
- Malone, T.W., Bernstein, M.S. Handbook of Collective Intelligence. – Cambridge: MIT Press, 2015. – 230 p.
- Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 712 с. [Spravochnik po teorii avtomaticheskogo upravleniya / Ed. By A.A. Krasovskij. – M.: Nauka, 1987. – 712 s. (In Russian)]
- Поляков К.Ю. Основы теории автоматического управления. – СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2012. – 234 с. [Polyakov, K.Yu. Osnovy teorii avtomaticheskogo upravleniya, – S.-Petersburg: SPbGMTU, 2012. – 234 s. (in Russian)]
- The Control Handbook. Vol. I – III. / Ed. by W. Levine. – N.-Y.: CRC Press, 2010. – 3526 p.
- Vasile, C.-I., Leahy, K., Cristofalo, E., et al. Control in Belief Space with Temporal Logic Specifications // Proc. IEEE Conference on Decision and Control. – Las Vegas, USA, 2016. – P. 7419–7424.
- Кудинов Ю.И., Пащенко Ф.Ф. Нечеткие системы управления / Теория управления (дополнительные главы): Учебное пособие. Под ред. Д.А. Новикова. – М.: ЛЕНАНД, 2019. – С. 400–425. [Kudinov, Yu.I., Pashchenko, F.F. Nechetkiye sistemy upravleniya // In: Teoriya upravleniya (dopolnitel’nye glavy). Uchebnoya posobiye. Ed. by D.A. Novikov. – M.: LENAND, 2019. – S. 400–425. (In Russian)]
- Толмен Э. Когнитивные карты у крыс и у человека / Хрестоматия по истории психологии. Под ред. Гальперина П.Я. и Ждан А.Н. – М.: МГУ, 1980. – С. 63–69. [Tolmen, E.C. Cognitive Maps in Rats and Men // The Psychological Review. – 1948. – Vol. 55, no. 4. – P. 189–208.]
- Новиков Д.А., Чхартишвили А.Г. Рефлексия и управление: математические модели. 2-е изд. – М.: ЛЕНАНД, 2022. – 416 с. [Novikov, D.A., Chkartishvili, A.G. Reflection and Control: Mathematical Modeling, 2nd Ed. – M.: LENAND, 2022 – 416 p. (In Russian)]
- Белов М.В., Новиков Д.А. Структура креативной деятельности // Проблемы управления. – 2021. – № 5. – С. 20–33. [Belov, M.V., Novikov, D.A. The Structure of Creative Activity // Control Sciences. – 2021. – No. 5. – P. 17–28.]
- Петухов В.В. Психология мышления. Учебно-методическое пособие. – М.: МГУ, 1987. – 99 с. [Petukhov, V.V. Psikhologiya myshleniya, Uchebno-metodicheskoye posobiye. – M.: MGU, 1987. – 99 p. (In Russian)]
- Пономарев Я.А., Александров Ю.И., Ушаков Д.В. Психология творчества. Школа Я.А. Пономарева. – М.: Институт психологии РАН, 2006. – 624 с. [Ponomarev, Ya.A., Aleksandrov, Yu.I., Ushakov D.V. Psikhologiya tvorchestva. Shkola Ya.A. Ponomareva, – M.: Institute of Psychology RAS, 2006. – 624 s. (In Russian)]
- Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в ТРИЗ – теорию решения изобретательских задач. 4-е изд. – М.: Альпина Паблишерз, 2011. – 400 с. [Altshuler, G.S. Najti ideyu. Vvedenie v TRIZ teoriyu resheniya izobretatel’skikh zadach. 4th ed. – M.: Alpina Publishers, 2011. – 400 s. (In Russian)]
- Зорина З.А., Полетаева И.И. Зоопсихология. Элементарное мышление животных: учебное пособие. – М.: Аспект Пресс, 2002. – 320 с. [Zorina, Z.A., Poletayeva, I.I. Zoopsikhologiya. Elementarnoye myshleniye u zhivotnykh. – M: Aspect Press, 2002. – 320 p. (In Russian)].
- Тинберген Н. Социальное поведение животных (пер. с англ.). – М.: Мир, 1993. – 152 с. [Tinbergen, N. Social Behaviour in Animals with Special Reference to Vertebrates. – London – New-York: Chapman & Hall, 1968. – 150 p.]
- Artificial Intelligence Index Report. – Stanford University Human-Centered Artificial Intelligence, 2022. – URL: https://aiindex.stanford.edu/report/ (дата обращения 15.02.2023). [Accessed February 15, 2023.]
- Хайкин С. Нейронные сети. Полный курс. 2-е издание (пер. с англ.) – М.: Вильямс, 2016. – 1104 с. [Haykin, S. Neural Networks: A Comprehensive Foundation. 2nd Ed. – Singapore: Prentice Hall & Pearson Education, 1998. – 842 p.]
- Gu, T., Liu, K., Dolan-Gavitt, B., Garg, S. BadNets: Evaluating Backdooring Attacks on Deep Neural Networks // IEEE Access. –2019. – Vol. 7. – P. 47230–47244.
- Макаренко А.В. Глубокие нейронные сети: зарождение, становление, современное состояние // Проблемы управления. – 2020. – № 2. – С. 3–19 [Makarenko, A.V. Deep Neural Networks: Origins, Development, Current Status // Control Sciences. – 2020. – No. 2. – P. 3–19. (In Russian)]
- Тей А., Грибомон П., Луи Ж. и др. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию (пер. с франц.). – М.: Мир, 1990. – 432 с. [Thayse, A., Gribomont, P., Louis, G., et al. Approche logique de l'intelligence artificielle. T. 1: De la logique classique a la programmation logique. – Paris: Bordas Editions, 1988. – 274 p. (In French)]
- Springer Handbook of Computational Intelligence. Ed. by J. Kacprzyk, W. Pedrych. – Berlin: Springer, 2015. – 1633 p.
- Batini, C., Ceri, S., Navathe, S.B. Conceptual Database Design: An Entity-Relationship Approach. – Redwood: Benjamin/Cummings, 1992. – 496 p.
- Lehmann, F. Semantic Networks in Artificial Intelligence. – New-York: Pergamon, 1992. – 768 p.
- Poelmans, J., Ignatov, D.I., Kuznetsov, S.O., Dedene, G. Formal Concept Analysis in Knowledge Processing: A Survey on Applications // Expert Systems with Applications. – 2013. – Vol. 40, no. 16. – P. 6538–6560.
- Васильев С.Н. Интерактивное порождение новых знаний на основе автоматических средств логического вывода. // Онтология проектирования. – 2023. – Т. 13, № 1. – С. 10–29. [Vassiliev, S.N. Interactive Generation of New Knowledge Based on Automatic Means of Logical Inference. Ontology of Designing. – 2023. – Vol. 13, no. 1. – P. 10–29. (In Russian)]
- Кузнецов О.П. Избранные труды. Автоматы, языки и искусственный интеллект. – М.: ИПУ РАН, 2016. – 464 с. [Kuznetsov, O.P. Izbrannye Trudy. Avtomaty, jazyki I iskusstvennyj intellect. – M.: ICS RAS, 2016. – 464 p. (In Russian)]
- Кулинич А.А. Семиотические когнитивные карты. Ч. 1. Когнитивный и семиотический подходы в информатике и управлении // Проблемы управления. – 2016. – № 1. – С. 2–10; Ч. 2. Основные определения и алгоритмы // Проблемы управления. – 2016. – № 2. – С. 24–40 [Kulinich, A.A. Semiotic Cognitive Maps. Part 1. Cognitive and Semiotic Approaches in Informatics and Control Sciences // Control Sciences. – 2016. – No. 1. – P. 2–10; P. 2. The Basic Definitions and Algorithms // Control Sciences. – 2016. – No. 2. – P. 24–40. (In Russian)]
- Gawthrop, P., Loram, I., Lakie, M., Gollee, H. Intermittent Control: A Computational Theory of Human Control // Biological Cybernetics. – 2011. – Vol. 104. – P. 31–51.
- Белов М.В., Новиков Д.А. Модели деятельности (основы математической теории деятельности). – М.: ЛЕНАНД, 2021. – 216 с. [Belov, M.V., Novikov, D.A. Models of Activity (foundations of mathematical theory of activity). – M.: LENAND, 2021. – 216 p. (In Russian)]
- Новиков Д.А. Модели информационного противоборства в управлении толпой // Проблемы управления. – 2015. – № 3. – С. 29–39. [Novikov, D.A. Models of Informational Confrontation in Mob Control // Control Sciences. – 2015. – No. 3. – P. 29–39. (In Russian)]
- Губанов Д.А., Новиков Д.А., Чхартишвили А.Г. Социальные сети: модели информационного влияния, управления и противоборства. 3-е изд. – М.: МЦНМО, 2018. – 224 с. [Gubanov, D.A., Novikov, D.A., Chkhartishvili, A.G. Social Networks: Models of Informational Influence, Control and Contest. 3rd Ed. – M.: MTsNMO, 2018. –224 s. (In Russian)]
- Словохотов Ю.Л. Физика и социофизика // Проблемы управления. – 2012. – № 1. – С. 2–20; № 2. – С. 2–31; № 3. – С. 2–34. [Slovokhotov, Y.L. Physics vs. Sociophysics // Control Sciences. – 2012. – No. 1. – P. 2–20; No. 2. – P. 2–31; No. 3. – P. 2–34. (In Russian)]
- Гасников А.В. (ред.) Введение в математическое моделирование транспортных потоков. – М.: МЦНМО, 2013. – 429 с. [Gasnikov, A.V. (Ed.) Introduction to Mathematical Modeling of Traffic Flows. – M.: MTsNMO, 2013. – 429 s. (In Russian)]
- Романовский М.Ю., Романовский Ю.М. Математические начала эконофизики. – М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2019. – 360 с. [Romanovsky, M.Yu., Romanovsky, Yu.M. Mathematical foundations of econophysics. – Moscow-Izhevsk: Institut kompyuternyh issledovanij, 2019. – 360 p. (In Russian)]
- Ширяев В.И. Финансовые рынки: нейронные сети, хаос и нелинейная динамика. 5-е изд., – М.: ЛИБРОКОМ, 2013. – 232 с. [Shiryayev, V.I. Financial Markets: Neural Networks, Chaos and Non-linear Dynamics. 5th Ed. – Moscow: LIBROKOM, 2013. – 232 p. (in Russian)].
- Барабанов И.Н., Новиков Д.А. Динамические модели управления возбуждением толпы в непрерывном времени // Управление большими системами. – 2016. – Вып. 67. – С. 71–86. [Barabanov, I.N., Novikov D.A. Continuous-Time Dynamic Models of Mob Excitation // Large-Scale Systems Control. – 2016. – No. 67. – P. 71–86. (In Russian)]
- Kozitsin, I.V. A General Framework to Link Theory and Empirics in Opinion Formation Models // Sci. Rep. – 2022. – Vol. 12, no. 5543. – P. 1–18.
- Spiegler, R. Bounded Rationality and Industrial Organization. – Oxford: Oxford University Press, 2014. – 240 p.
- Новиков Д.А. Ограниченная рациональность и управление // Математическая теория игр и ее приложения. – 2022. – Т. 14, вып. 1. – С. 49–84 [Novikov, D.A. Bounded Rationality and Control // Matematicheskaya teoriya igr i ee prilozheniya. – 2022. – Vol. 14, no. 1. – P. 49–84. (In Russian)]
- Slovokhotov, Y.L., Neretin, I.S. Towards Constructing a Modular Model of Distributed Intelligence // Programming & Computer Software. – 2018. – Vol. 44, no. 6. – P. 499–507.
- Dombrowski, C., Cisneros, L., Chatkaew, S., et al. Self-Concentration and Large-Scale Coherence in Bacterial Dynamics // Phys. Rev. Lett. – 2004. – Vol. 93, no. 9. – P. 098103-1–098103-54.
- Арансон И.С. Топологические дефекты в активных жидких кристаллах // Усп. физ. наук, 2013. – Т. 183, № 1. – С. 87–102. [Aranson, I.S. Aktivnaye kolloidy, Physics-Uspekhi, 31 Jan. – 2013. – Vol. 183, no. 1. – P. 87–102. (In Russian)]
- Deng, J., Liu, D. Spontaneous Response of a Self-Organized Fish School to a Predator // Bioinspiration & Biomimetics. – 2021. –Vol. 16, no. 4. – Art. no. 046013.
- Cristiani, E., Menci, M., Papi, M., Brafman, L. An All-leader Agent-Based Model for Turning and Flocking Birds // J. Math. Biology. – 2021. – Vol. 83. – Art. no. 45.
- Helbing, D., Keltsch, J., Molnar, P. Modelling the Evolution of Human Trail Systems // Nature. – 1997. – Vol. 388, no. 3. – P. 47-50.
- El Zoghby, N., Loscri, V., Natalizio, E., Cherfaoui, V. Robot Cooperation and Swarm Intelligence / In: Wireless Sensor and Robot Networks: from Topology Control to Communication Aspects. – Singapore: World Scientific Publishing Company, 2014. – P. 168–201.
- Кулинич А.А., Карпов В.Э., Карпова И.П. Социальные сообщества роботов. – М.: ЛЕНАНД, 2019. – 352 с. [Kulinich, A.A., Karpov, V.E., Karpova, I.I. Social Communities of Robots. – M.: LENAND, 2019. – 352 p. (In Russian)]
- МакКоннелл, Дж. Основы современных алгоритмов. – М.: Техносфера, 2004. – 368 с. [McConnell, J.J. Analysis of Algorithms: An Active Learning Approach. – Boston: Jones & Bartlett Publishers, 2001. – 297 p.]
- Nature-Inspired Metaheuristic Algorithms for Engineering Optimization Applications. Ed. by S. Carbar, A. Toktas, D. Ustin / Springer Tracts in Nature-Inspired Computing. – Cham: Springer, 2021. – 404 p.
- Winklerova, Z. Maturity of the Particle Swarm as a Metric for Measuring the Particle Swarm Intelligence // Proc. 4th Int. Conf. Adv. Swarm Intel. – Harbin, 2013. – P. 40–54.
- Chakraborty, A., Kar, A.K. Swarm Intelligence: A Review of Algorithms / In: Nature-Inspired Computing and Optimization: Theory and Applications. Ed. by S. Patnaik, X.-S. Yang, K. Nakamatsu. – Cham: Springer, 2017. – P. 475–494.
- Широкий А.А., Калашников А.О. Применение методов естественных вычислений для управления рисками сложных систем // Проблемы управления. – 2021. – № 4. – С. 3–20. [Shiroky, A.A., Kalashnikov, A.O. Natural Computing with Application to Risk Management in Complex Systems // Control Sciences. – 2021. – No. 4. – P. 2–17].
- Докинз Р. Эгоистичный ген (пер. с англ.). – М.: Corpus (ACT), 1989. – 277 c. [Dawkins, R. The Selfish Gene. – Oxford: Oxford University Press, 1976. – 360 p.].
- Alattas, R.J., Patel, S.,·Sobh, T.M. Evolutionary Modular Robotics: Survey and Analysis // J. Intel. & Robotic Syst. – 2019. – Vol. 95. – P. 815–828.
Supplementary files
